Ferro (Fe): o que é, propriedades, usos e obtenção do metal

O ferro é um metal de transição localizado no grupo 8 da Tabela Periódica. Esse elemento químico apresenta símbolo Fe, número atômico 26 e massa atômica 55,847 u.

Suas principais características são: metal brilhante, de aparência branca prateada, com propriedades magnéticas e que facilmente enferruja em contato com ambientes úmidos.

Trata-se do metal mais utilizado no mundo e o mais exportado do Brasil. O principal uso do ferro é para produção de aço, utilizado, por exemplo, na construção civil, fabricação de carros e eletrodomésticos.

O ferro é encontrado em minérios principalmente na forma de óxidos e hidróxidos. Portanto, o ferro de uso comercial é feito a partir da extração e purificação desses materiais.

Os países com as maiores jazidas de minérios de ferro são: Austrália, Rússia, Brasil, China e Índia.

Propriedades do Ferro

• Ponto de fusão: 1.538 °C
• Ponto de ebulição: 2.861 °C
• Estado físico a 20 ºC: sólido
• Densidade: 7,874 g/cm³
• Estados de oxidação: +2, +3, +4, +6
• Distribuição eletrônica: [Ar]3d⁶4s²
• Isótopos naturais: ⁵⁶Fe (mais estável), ⁵⁴Fe, ⁵⁷Fe e ⁵⁸Fe

Usos e aplicações do Ferro

A principal utilização do ferro é como matéria-prima para produção do aço, principal liga metálica desse elemento e para onde é destinado 98% do metal extraído da natureza.

O aço é uma liga metálica de ferro, quantidades de carbono que variam de 0,5 a 1,7%, além da adição de pequenas quantidades de outros elementos químicos.

Os diferentes tipos de aço fabricados apresentam propriedades distintas porque a porcentagem de carbono é regulada, há a inclusão de outros elementos e são realizados tratamentos térmicos específicos.

São exemplos de ligas com ferro:

• Aço carbono: liga de ferro, carbono, manganês, silício e traços de outros elementos;
• Aço inoxidável: liga de ferro, cromo, carbono e traços de outros elementos;
• Ferro fundido: liga de ferro, carbono e silício e pode conter traços de outros elementos.

Os primeiros usos do ferro foram para criação de ferramentas para agricultura e armas para caça e guerra. Hoje o ferro está presente em diferentes materiais do dia a dia, como utensílios de cozinha, concreto armado e vigas na construção, meios de transporte, e muito mais.

O ferro é ainda utilizado como catalisador de reações. Um dos processos que mais emprega o catalisador de ferro é a síntese da amônia, uma importante matéria-prima para produção de fertilizantes.

A combinação dos gases hidrogênio e nitrogênio em elevadas condições de temperatura e pressão na síntese de Haber-Bosch para produzir amônia se torna eficiente com a adição do metal para acelerar a reação.

Ocorrência do Ferro

O Ferro (Fe) é o quarto elemento mais abundante na natureza, atrás apenas de oxigênio, sílicio e alumínio. Ele compõe 5% da crosta terrestre e dificilmente é encontrado livre na natureza.

Os minérios do metal mais explorados e de maior importância econômica são:

• Hematita (Fe₂O₃)
• Magnetita (Fe₃O₄)
• Taconita (Fe₃O₃)
• Goetita (Fe₂O3.H₂O)
• Limonita (2Fe₂O₃.3H₂O)

Embora estime-se que existam mais de 300 minérios com este elemento na composição, os que apresentam ferro suficiente para processamento estão na forma de óxidos (O_x). Outros minérios de ferro são formados por sulfatos, silicatos e carbonatos.

O Brasil é o segundo maior produtor do mundo de ferro do mundo, após a Austrália, e o minério deste metal é o mais exportado do Brasil, com cerca de 68% da exportação do país.

As regiões de maior exploração do minério no território brasileiro estão localizadas em:

• Quadrilátero Ferrífero (Minas Gerais)
• Porteirinha (Minas Gerais)
• Província Mineral de Carajás (Pará)
• Região de Corumbá (Mato Grosso do Sul)

Enquanto na camada mais externa da Terra o ferro é o segundo metal mais abundante, no núcleo do planeta este elemento apresenta a maior porcentagem em sua composição, já que a estrutura é formada de uma liga de ferro e níquel.

Portanto, se levarmos em consideração o planeta como um todo, o Ferro representa aproximadamente 30% da composição química da Terra.

Importância do Ferro

O ferro é um elemento químico versátil e importante para processos químicos, físicos e biológicos.

Por ser um metal abundante, de fácil obtenção, maleável e resistente, o ferro é amplamente utilizado para confecção de equipamentos.

O ferro é um metal que também está presente no corpo humano. Um ser humano adulto apresenta cerca de 2 a 4 g de ferro.

Trata-se do principal componente da hemoglobina no sangue, proteína responsável por transportar o oxigênio dos pulmões para as demais partes do corpo. Isto só é possível porque o átomo de ferro se liga facilmente ao oxigênio e assim seu transporte é realizado pelas hemácias.

Como o ferro é importante para a produção de moléculas orgânicas, crescimento e desenvolvimento do indivíduo, é necessário que ele esteja presente na alimentação.

A ingestão recomendada de ferro para adultos varia entre 10 e 15 mg e pode ser feita através de alimentos ricos no mineral, como feijão, carnes vermelhas, mariscos, cacau em pó, sementes de abóbora e espinafre.

A deficiência de ferro no organismo provoca o tipo mais comum de anemia e alguns dos principais sintomas são palidez, fadiga, taquicardia, dor de cabeça, queda de cabelo e irritabilidade.

Origem e história do Ferro

A Idade dos Metais, é a última fase da pré-história e apresenta o ferro como o último metal do período utilizado pelos homídeos, principalmente para produzir ferramentas e armas.

A Era do Ferro ocorreu entre 1 500 a.C-300 a.C., mas já foram encontrados objetos do metal datados de 3500 a.C. no Egito.

A qualidade do ferro era medida pelo teor de carbono presente, pois compostos desse elemento eram utilizados para fundição de ferro. Logo, quanto menor a quantidade de carbono, maior a qualidade do ferro.

O ferro foi também o metal mais importante para a primeira fase da Revolução Industrial.

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